Gletsjerische dysoxie in de diepe subpolaire Noord-Atlantische Oceaan tijdens de midden-Pleistoceentransitie

Waarom oude oceanen vandaag ertoe doen

Lang voordat mensen fossiele brandstoffen begonnen te verbranden, veranderde het ritme van het klimaat van de aarde abrupt. Ongeveer een miljoen jaar geleden schakelde de planeet van frequente, kleinere ijstijden naar minder maar veel grotere cycli van ongeveer 100.000 jaar. Deze studie stelt een ogenschijnlijk eenvoudige vraag met grote implicaties: wat veranderde in de oceanen waardoor de aarde in deze nieuwe klimaatovergang terechtkwam, en wat vertelt die geschiedenis ons over hoe oceanen in de toekomst koolstof kunnen opslaan en zuurstof kunnen verliezen?

Een stille revolutie in de ijsijstijden

Tijdens de Midden-Pleistoceentransitie, tussen ongeveer 1,25 en 0,7 miljoen jaar geleden, veranderde het ritme van de ijstijden terwijl het patroon van zonlicht door baanvariaties ruwweg hetzelfde bleef. Tegelijk daalde de atmosferische kooldioxide met ongeveer 30 delen per miljoen, en klimaatarchieven laten zien dat de diepe oceaan een belangrijkere opslagplaats voor koolstof werd. Veel eerdere studies wezen op de Antarctische Zuidelijke Oceaan als de belangrijkste aanjager van deze verandering. Daar leken dikkere zee-ijsbedekking, sterkere stratificatie en verschuivingen in de winden bij te dragen aan het vasthouden van koolstofrijke, zuurstofarme wateren op diepte.

Luisteren naar het slib op de Atlantische zeebodem

Het nieuwe onderzoek richt zich op het andere uiteinde van het mondiale transportbandje: de subpolaire Noord-Atlantische Oceaan, waar tegenwoordig het moderne diepe water gevormd wordt. De auteurs bestudeerden sedimenten van een boorkern op de Gardar Drift ten zuiden van IJsland, een belangrijke downstream-route voor pas gevormd diep water. In deze sliblagen maten ze chemische signalen die samenhangen met zuurstofniveaus, zoals mangaan en verschillende vormen van fosfor, en telden ze soorten kleine bodembewonende organismen, benthische foraminiferen, die alleen gedijen bij goed geventileerde omstandigheden. Samen laten deze onafhankelijke aanwijzingen zien hoeveel zuurstof de diepe zeebodem door de tijd heen bereikte.

Vers smeltwater, trage stromingen en benauwde diepe zeeën

De kernen tonen aan dat tussen ongeveer 940.000 en 870.000 jaar geleden, en opnieuw tijdens nabijgelegen glaciale perioden, de diepe subpolaire Noord-Atlantische Oceaan herhaaldelijk in "dysoxe" omstandigheden terechtkwam — zuurstofniveaus laag genoeg om veel bodemorganismen onder druk te zetten. Mineralen die gewoonlijk ophopen onder zuurstofrijke omstandigheden daalden met meer dan de helft, en soorten die voorkeur hebben voor goed geventileerde wateren verdwenen vrijwel. Deze zuurstofarme intervallen vallen samen met perioden van intens ijs-gesleept puin, toen armades van ijsbergen grote hoeveelheden zoet smeltwater naar de regio brachten. Die verzoeting van het oppervlak verminderde de dichtheid, verzwakte de diepe wintermenging en kapte de aanvoer van recent gevormd diep water af, waardoor oudere, koolstofrijke, zuurstofarme wateren zich in het diepe bekken konden ophopen.

Een noord–zuid partnerschap in koolstofopslag

Wanneer de Noord-Atlantische gegevens worden vergeleken met soortgelijke chemische aanwijzingen uit de Zuidelijke Oceaan en de wateren bij Antarctica, ontstaat een gecoördineerd beeld. Beide poolregio’s tonen sterkere oppervlakteverzoeting, uitgebreide zee-ijsbedekking en verminderde diepe-oceaan zuurstof tijdens sleutelglaciale stadia van de Midden-Pleistoceentransitie. In het noorden leek de omkeercirculatie die vandaag goed geventileerd diep water exporteert te verzwakken en ondieper te worden. In het zuiden verspreidden zich zwaardere Antarctische bodemwaters verder, waardoor de diepste delen van de oceaan werden gevuld met zuurstofarm, nutriëntrijk water. Deze combinatie vergrootte effectief het wereldwijde reservoir van diepe oceaan waar gerespireerde koolstof kon worden opgeslagen buiten de atmosfeer, wat hielp lagere atmosferische kooldioxide te handhaven en de overgang naar grotere, langere ijstijden te ondersteunen.

Lessen uit een zuurstofarme verleden

Voor niet-specialisten is de kernboodschap helder: wanneer grote ijskappen zoet water in de Noord-Atlantische Oceaan uitstortten, verstoorden ze de vorming van diep water, raakte de diepe oceaan uitgeput aan zuurstof en werd meer koolstof in de diepte opgesloten. Dit proces, samenwerkend met vergelijkbare veranderingen rond Antarctica, speelde waarschijnlijk een belangrijke rol in het hervormen van het ijstijdencycle van de aarde. Moderne klimaatmodellen voorspellen dat aanhoudende opwarming en ijsafsmelting de Atlantische omkeercirculatie opnieuw kunnen verzwakken en de diepe-oceaan zuurstof kunnen verminderen. Door te laten zien hoe gevoelig vroegere diepe wateren waren voor smeltwater en circulatieveranderingen, benadrukt deze studie dat de rol van de oceaan als koolstofopslag en haar vermogen om zuurstof aan de diepe zee te leveren nauw verweven — en kwetsbare — onderdelen van het klimaatsysteem zijn.

Bronvermelding: Hernández-Almeida, I., Sierro, F.J., Filippelli, G.M. et al. Glacial dysoxia in the deep subpolar North Atlantic during the Mid-Pleistocene Transition. Nat Commun 17, 3748 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-71268-4

Trefwoorden: Midden-Pleistoceentransitie, Atlantische omkeercirculatie, oceaanzuurstof, koolstofopslag in de diepe oceaan, smeltwater van ijskappen